浙江省風化殼離子吸附型稀土資源遠景淺析及政策建議

□浙江省第七地質大隊 王成良 樊錫銀 張玉潔 周良慧

□浙江省第三地質大隊 胡家良

浙江省風化殼離子吸附型稀土資源遠景淺析及政策建議

□浙江省第七地質大隊 王成良 樊錫銀 張玉潔 周良慧

□浙江省第三地質大隊 胡家良

一、問題的提出

（一）經濟轉型的需要

近15年來，全國高速發(fā)展的房地產業(yè)，普通建筑石料異軍突起，成為浙江省礦業(yè)市場最主要的礦產品，也催生了一批年產1000萬噸以上的大型礦山企業(yè)。水泥等大宗建材產品發(fā)展也極迅猛。但隨著宏觀經濟面的下滑，房地產業(yè)也發(fā)展到了一定的瓶頸，依賴于這類產業(yè)的礦業(yè)經濟也面臨重大調整階段。特別是建立于大規(guī)模開山、搬山運動的普通建材產品、水泥礦山，不僅僅是造成大規(guī)模自然景觀的破壞，也是造成浙江省霧霾嚴重的主要因素之一。礦業(yè)經濟如何協調社會發(fā)展，如何促進生態(tài)文明，是我們所有人都要面臨關心的問題。

如何適應省政府提出的“青山綠水，就是金山銀山”“既要金山銀山，又要青山綠水”，提升浙江省的礦業(yè)經濟，勢必要從以大宗建材產品為主的礦業(yè)經濟，轉向以高、精、尖的技術發(fā)展為主的氟化工、超細碳酸鈣、玻纖等浙江省有優(yōu)勢的產業(yè)鏈較長的礦產品上來。以“兩美”浙江建設為出發(fā)點，對于傳統(tǒng)的礦業(yè)來說，轉型升級顯得尤其重要。

稀土是具有電、磁、光等多種特性的新型功能材料，其相關產業(yè)具有高新尖的特點。稀土產業(yè)是當前發(fā)展環(huán)境和諧、生產高附加值，是實現經濟轉型的工業(yè)產業(yè)之一。對于浙江而言，稀土具有豐富的資源前景，擁有良好的稀土產業(yè)基地，是不可多得的可發(fā)展新型材料之一。在全省尚未開發(fā)利用前提下，是值得深化研究和密切關注的，也是推進全省礦業(yè)經濟轉型的目標礦種之一。

表1 全國主要產地稀土精礦品位一覽表

（二）風化殼離子型稀土礦特性

一般把產于我國南方花崗巖殼中的稀土礦稱為離子吸附型稀土礦。風化殼離子吸附型稀土礦主要特點為：礦體埋藏淺、易開采，原礦稀土元素豐富，可通過簡單的工藝進行離子交換提取，原礦放射性低，精礦品位高，冶煉方便利用率高。

在風化殼中，賦存于全風化、半風化土壤中的稀土元素氧化物總量一般用TREE表示，這些稀土元素能夠被硫酸鹽等溶液浸出的氧化物總量稱為浸出量，一般用SREE表示。TREE和SREE是表示風化殼離子吸附型礦床的重要指標，前者是礦床稀土元素的品位指標，后者是礦床開采的浸出量指標，也是可從自然界賦存狀態(tài)中可工業(yè)提取的指標。

風化殼離子吸附型稀土礦床多產于臺地、丘陵地帶，地貌上表現為低緩山坡，地表呈松散的沙黏土層，礦體主要賦存在全風化層和半風化層內，表土層覆蓋淺，埋藏深度淺，礦石松散，顆粒很細，密度為1.2-1.7g/cm3。

跟稀土獨立礦物組成的礦床不同，南方風化殼離子吸附型稀土礦主要形成原因是含稀土花崗巖、火山巖和變質巖類經多年風化形成黏土礦物，解離出的稀土離子以水合離子或羥基水合離子吸附在黏土礦物上，礦石中稀土元素大致有50-90%呈離子狀態(tài)吸附在高嶺土、埃洛石和水云母等粘土礦物上。這些稀土離子很容易在常溫狀態(tài)下通過離子交換機制硫酸鹽、氯鹽等（如NaCl、（NH4）2SO4、NH4Cl等）交換浸出進入溶液，并通過可逆反應再次沉淀出高含量稀土礦物，這種提取方法稱之為化學法提取。通過化學提取的稀土產品為混合氧化稀土，配分變化很大，分輕稀土型、中重稀土型和重稀土型。因富含中重稀土，冶煉方便，經濟含量大，具有很強的市場競爭力。全國主要產地礦物型稀土精礦品位一般REO不超過60%，而南方離子型稀土精礦含REO≥92%，其品位遠高于其他類型。這就是南方離子吸附型稀土礦僅占全國3%的資源儲量，卻成為全國最主要的稀土礦產品的原因。

二、浙江省稀土工作概況

（一）地質工作簡況

浙江省稀土資源勘查工作起步較晚，自上世紀80年代末發(fā)現離子吸附型稀土礦以來，于90年代開展了全省稀土資源概查、小范圍普查之后，勘查工作處于停滯狀態(tài)。原先由于受稀土開采工藝及環(huán)境等問題影響，省內已發(fā)現并經勘查的稀土礦產地均未開發(fā)利用。全省已發(fā)現離子吸附型輕稀土礦7處、獨居石砂礦3處，磷釔礦2處，大致查明輕稀土資源量3萬余噸，獨居石砂礦預測資源量1千余噸。

浙江省稀土找礦投入的地質工作相對較少。1985年前，浙江省區(qū)調大隊曾對省內部分地質體做過稀土配分分析，對砂礦型稀土礦進行了少量的地質調查。1989年，浙江省第七地質大隊率先開展普查工作，以遂昌縣湖山鎮(zhèn)大坪頭花崗巖體風化殼為調查對象，研究離子吸附型稀土富集情況等。1991年，對麗水地區(qū)開展稀土礦產概查，重點研究了縉云縣前村鉀長花崗巖體、慶元縣荷地花崗閃長巖體、松陽縣靖居包黑云母花崗閃長巖體等11個巖體的風化殼特征及稀土含量，認為松陽縣板橋、慶元縣荷地巖體風化殼分布面積較大，風化殼厚度均大于10米，稀土氧化物總量和浸出率高，可作為下一步普查工作基地。同年，浙江省第三地質大隊對江山市廿八都稀土礦點進行檢查。1992年，浙江省區(qū)域地質調查大隊對全省不同時期巖漿巖的分布和巖石學主要特征以及稀土含量的變化，闡述了浙江省已發(fā)現的主要風化殼離子吸附型稀土礦床特征。

1991-1995年，浙江省第七地質大隊在松陽板橋地區(qū)開展了全省第一個稀土礦區(qū)的普查工作，面積8.25平方公里，提交稀土氧化物的量1萬余噸。1995-1997年，又在慶元荷地地區(qū)開展了4平方公里的普查工作提交稀土氧化物的量。

2013年浙江省地質調查院依據全國礦產資源潛力評價開展的全省稀土資源量潛力預測，預測全省離子吸附型稀土礦資源總量。

（二）存在的主要問題

1.稀土勘查工作滯后

《浙江省稀土等礦產勘查規(guī)劃（2010-2015年）》對稀土礦作出了一定遠景勘查部署，但總體上強調了浙江省螢石、鉬等其他優(yōu)勢礦種的勘查規(guī)劃。在規(guī)劃目標中螢石、鉬勘查為重點，其他23個礦產勘查規(guī)劃中稀土僅二處，預期提交新增資源量（SREO）8萬噸（慶元荷地5萬噸、松陽板橋3萬噸）。

造成浙江省稀土勘查工作滯后的原因有三點。

一是稀土勘查開發(fā)在省級層面上，缺少宏觀布控。浙江省完全有條件可以劃定一批國家規(guī)劃礦區(qū)作為戰(zhàn)略資源儲備地，進入國家層面操作。地質勘查是國家建立稀土戰(zhàn)略儲備體系的先行性工作，嚴格礦權管理是正確的，但不能因為國家相關稀土保護政策的原因，停止或不做、少做地質勘查工作。

二是業(yè)內多數對稀土的認識意識落后。在浙江省，大多數地勘系統(tǒng)的業(yè)內人土還是停留在省內有稀土，但資源少，開采環(huán)境成本大，開不如買的意識層面上，稀土產業(yè)還不足以做為一個主導產業(yè)來抓，還沒有意識到省內稀土資源具有舉足輕重的地位。因此，稀土勘查無關乎全局，很難直接部署此類項目。

三是勘查工作投入資金和工作少?？辈楣ぷ魍度脒^少是導致地質勘查開發(fā)不充分主要因素之一。由于全省的地質勘查工作集中于金銀、有色金屬和螢石特色非金屬方面，歷年來開展稀土礦的調查評價和勘查工作的項目很少。系統(tǒng)開展過普查評價的僅為松陽板橋和慶元荷地兩個礦區(qū)的局部礦段而已，歷年來全省稀土礦勘查投入尚不足1500萬元。

稀土勘查許可是國家控制的部級許可，有嚴格的準入要求，即便在財政出資的情況下，辦理一本勘查許可證也是周期漫長。同時，稀土勘查一般不允許社會資金介入，從而阻擋了大量的社會資金。財政投入又沒有得到足夠的重視，稀土勘查舉步維艱。

2.查明稀土礦產地少

全省范圍內列上全國稀土礦產地僅只一處——松陽板橋稀土礦，提交的稀土氧化物尚不足1.8萬噸。該礦產地工作時間短，8.25平方公里范圍內也僅完成局部的普查工作（不足1 平方公里，礦產地范圍過大）。該礦區(qū)稀土礦在浸取試驗過程中，未獲成功。從而導致了該區(qū)稀土礦勘查工作的終止，也沒有后續(xù)的開采開發(fā)事宜。

荷地稀土礦普查工作是全省唯一一個勘查較為成功的案例，但面積過小，在后續(xù)開發(fā)過程中，基于市場因素和管理因素等原因，虧本經營，在很短的時間內企業(yè)倒閉，最終礦區(qū)勘查開發(fā)不了了之。

3.資源預測量偏少，家底不清

浙江省稀土礦潛力評價工作中僅劃分了一個礦產預測類型——板橋式離子吸附型。認為浙南的中生代火山巖地層的具備地段及龍泉地區(qū)的變質巖地層中有La、Y等稀土元素的異常反應，局部有可能形成離子吸附型稀土礦床，但考慮到浙江省目前尚未在火山巖和變質巖區(qū)發(fā)現離子吸附型稀土礦化，所以對這兩種稀土礦成礦條件及潛力未做預測。

根據浙江省第七地質大隊在慶元荷地——嶺頭地區(qū)的稀土普查的階段性成果顯示，資源量超過了15萬噸。一個礦區(qū)不僅資源量大于全省預測總量，而且地質可靠程度極大提高。與慶元荷地——嶺頭地區(qū)的花崗巖出露面積大、地形地貌條件相比較，全省其他地區(qū)還有10余處類似花崗巖出露區(qū)，還可以找到類似遠景資源量達大型的離子吸附型稀土礦床。

因此，2013年的全省稀土資源潛力預測的結果遠不能代表全省的資源前景，不能做為全省稀土產業(yè)規(guī)劃應用。

4.尚未列入稀土開采指標分配省區(qū)

浙江省稀土開采曇花一現，1995年，浙江省第七地質大隊和慶元縣人民政府經濟委員會聯合組建地方稀土公司開展荷地稀土礦勘查開發(fā)，當時省地質礦產廳發(fā)過一本采礦許可證，1998年稀土公司基本倒閉。

之后，稀土礦開發(fā)被列入禁采礦種。省內雖有相關企業(yè)隨稀土行情的暴漲和資源利用所需，欲立項開發(fā)慶元荷地稀土礦，均未獲成功。在全國各地稀土生產企業(yè)開采總量的基礎上，工信部發(fā)布了各省稀土開采總量指標，并由各省按生產企業(yè)多寡進行內部調整分配，浙江省沒有被列入開采總量指標分配名錄。

表2 與稀土有關的各侵入巖分布面積

表3 浙江省稀土幾個主要成礦巖體一覽表

三、稀土遠景資源量淺析

浙江省是環(huán)西太平洋火成巖帶的重要組成部分，中生代時期火成活動十分頻繁，火山巖遍布全省，侵入巖星羅棋布，具有巖漿侵入的多期性和火山活動的多旋回特點。浙江省稀土礦的形成主要與侵入巖關系最為密切，浙東南中生代火山巖區(qū)次之，元古代八都群變質巖亦有一定的找礦前景。

▲圖1 浙江省燕山期侵入巖分布圖

（一）花崗巖類風化殼礦床

浙江省內侵入巖巖類較齊全，超鎂鐵質、鎂鐵質巖、中性巖、中酸性巖、酸性巖及堿性巖等均有不同程度發(fā)育，尤以酸性、中酸性巖分布最為廣泛（表2）。

在南方溫暖濕潤多雨的氣候條件下，浙南、浙西南地區(qū)（圖1）分布與風化殼離子吸附型稀土礦床相關的酸性、中酸性巖體，巖體大小不等，尤以巖株及巖枝為主，大于100平方公里的巖基甚少，多為復式巖體。全省出露面積約5000 平方公里（表3），經表生風化作用，可以形成重要的稀土礦床，其形成時間要遠遠晚于成巖時間。

表4 慶元凝灰?guī)r風化殼采樣分析結果一覽表

表5 龍泉變質巖風化殼土壤采樣分析結果一覽表

表6 浙江省稀土資源預估表

簡言之，浙江省具有經濟意義的稀土礦床均為花崗巖風化殼離子吸附型稀土礦床。大面積出露，風化殼厚度較大的花崗巖體，具有重要的稀土礦成礦遠景。據慶元荷地稀土礦的階段性勘查成果，礦體平均厚度5.68米，平均品位0.112%。

（二）火山碎屑巖類風化殼礦床

與稀土礦有關的中生代火山碎屑巖主要分布在浙東南地區(qū)，巖性主要有晶屑凝灰?guī)r、晶玻屑凝灰?guī)r、流紋巖等中酸性火山碎屑巖類。全省出露面積39497 平方公里，是浙江省廣泛分布的主要巖石類型。

該類巖性風化殼普遍較薄，零星分布，總體上屬于找礦難度較大，評價較為困難，單礦體規(guī)模小的礦床。但局部地區(qū)也可形成有一定厚度，單礦體規(guī)模較大的稀土礦床，如浙江省第七地質大隊在慶元等地的采樣分析結果顯示（表4），單工程最大礦體厚度可達7.00米，TRE2O3：0.108%。

（三）變質巖類風化殼礦床

與稀土礦有關的變質巖主要分布于麗水—余姚斷裂帶之北西側龍泉、遂昌、松陽、龍游、諸暨、嵊州及大衢山島等地，受變質地層主要為八都群及陳蔡群。在慶元——龍泉——遂昌——松陽等地有面積出露的八都群變質巖，出露面積大于1200平方公里。其中遂昌大柘變質巖，面積大于200平方公里；松陽西南部面積大于300平方公里；龍泉八都變質巖區(qū)700平方公里。

這些變質巖出露區(qū)，風化殼分布廣、厚度大，經浙江省第七地質大隊在龍泉等初步采樣分析（表5），在風化殼內首次發(fā)現了離子吸附型稀土礦，可能具有不亞于花崗巖的良好的找礦前景。

（四）資源量預測

根據浙江省侵入巖、火山巖、變質巖的出露情況，及其各大巖類可能形成稀土的成礦概率（筆者預估值），和成礦巖類稀土的含礦率等（筆者預估值），對浙江省的稀土資源情況進行了初步估算，334資源量達到了402萬噸左右（表6），遠遠超出2013年浙江省地質調查院所進行預測的資源量。浙江省的稀土資源前景較大。

四、促進浙江省稀土礦勘查開發(fā)的對策建議

截至2014年8月底，全省上表的333以上資源量不足5000噸。浙江省地質勘查基金項目——慶元縣荷地——嶺頭地區(qū)稀土礦普查項目結題，333以上資源量，如果有足夠的勘查經費，工作能夠更深層次的開展，333以上資源量完全能更加突出。

根據本論文預測，浙江省稀土資源情況初步估算334資源量達到了400萬噸左右，也就意味著浙江省稀土資源具有非常好的找礦前景和開發(fā)前景。浙江省完全有望成為繼南方稀土資源較為豐富的江西、廣東、福建、湖南、廣西之后的又一大離子吸附型稀土資源大省，成為南方離子型稀土礦的儲備省份。

2012年，浙江省出臺了稀土等特殊礦種的專項規(guī)劃，提出了初步查清稀土資源的目標，重啟了慶元荷地——嶺頭稀土礦的省基金項目的立項勘查工作，時隔15年，有望提交一處遠景資源達大型的稀土礦產地。這對浙江省花崗巖出露區(qū)的稀土礦勘查工作提供了非常好的示范作用。溫州、麗水、衢州等花崗巖大面積出露區(qū)，均有可能形成多處有較大遠景資源的稀土礦產地。

同時，浙江省第七地質大隊針對性的對浙江省的變質巖和火山碎屑巖類進行了試探性的取樣調查，發(fā)現其具有非常好的找礦遠景。慶元——龍泉——遂昌——龍游等地的八都群變質巖系中，具有地表地貌條件好，風化層厚，交通條件好的優(yōu)點，非常有利于稀土資源的勘查開發(fā)，可望在這些縣市區(qū)形成幾個規(guī)模較大的稀土礦產地。

若按照本文預測的稀土氧化物資源量估算全省稀土資源潛在價值高達4 0 0 0億元以上，考慮到后續(xù)產業(yè)的開發(fā)，可以形成萬億元以上的經濟總量。

▲南潯地熱勘查

（一）加快部署勘查，摸清整體家底

稀土礦的勘查工作應系統(tǒng)規(guī)劃，合理部署，面上調查評價與點上突破勘查相結合進行。根據面上調查的結果，預測資源潛力，力爭進入國家稀土勘查儲備基地。從鄰近江西省這幾年做法來看，在贛州龍南地區(qū)選擇了幾處花崗巖出露區(qū)，進入中央地質勘查基金項目，作為全國稀土勘查儲備基地，取得了較好的成果。進入國家資源儲備基地的條件有二：一是有較大稀土資源前景，特別是在成熟的勘查區(qū)域，接替資源的勘查比較不成熟的區(qū)域有較大的優(yōu)勢，其成礦地質背景特征比較清楚，規(guī)律性強，人們的認知程度高，勘查所承擔的風險較低，投資回報率高；二是有較為成熟的稀土資源綜合利用開發(fā)基地，找出來的資源可立即利用。龍南地區(qū)是全國最早發(fā)現離子吸附型稀土礦的地方，已有40年左右的開發(fā)經驗，相關下游的稀土加工企業(yè)和外貿企業(yè)很多，因此，國家的著眼點放在龍南也比較有利。浙江省來說，首要的任務是要在勘查源頭上下功夫，盡快提交幾個大型的稀土資源基地，以引起高層人士的重視，這樣，才能讓部署全國稀土資源的部門和決策者將眼光轉移到浙江來，從而為爭取國家資金提供條件。

從全省層面來看，400萬噸以上遠景資源量和4000億元以上潛在經濟價值足以引起高度重視，要抓緊有效開展相關勘查工作。應當學習江西省等鄰近省份的作法，全面開展稀土資源的調查評價工作。全省若能拿出5億元左右的專項資金，通過10-15年左右的時間，基本查清離子吸附型稀土礦床的資源情況。

稀土資源的勘查部署應先易后難、從已知到未知、就礦找礦的原則進行。從目前已初步具備大型稀土資源條件的慶元縣做起，逐漸向麗水、溫州地區(qū)推進，最后拓展到全省范圍，這樣從點到面，點面結合，可以較快速地查明全省的稀土資源。從具備較厚風化殼的花崗巖體做起，再向風化層厚度也很大的八都群變質巖區(qū)，最后選擇地形條件相對較好有一定風化殼厚度火山碎屑巖區(qū)，這樣就可以做到基本全面的摸清家底。

綜上所述建議在省級層面上，系統(tǒng)部署稀土資源的地質勘查工作，提供5億元左右資金，開展面上調查與點上突破相結合的勘查模式，總體摸清資源家底，儲備10余處可供開發(fā)的大型稀土礦產地。

（二）發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，保護開發(fā)并行

1.借鑒學習，少走彎路

浙江省稀土資源豐富，但勘查開發(fā)還處于啟動階段。浙江省可以借鑒南方幾省在稀土礦勘查開發(fā)方面的經驗教訓，做到少走彎路、不走彎路的勘查開發(fā)之路。后發(fā)優(yōu)勢就在于：有前人指路，技術經驗成熟，可以缺什么補什么。

2.采用國內先進勘查技術 ，提升勘查速度、提高勘查質量

在勘查上，浙江省綜合了國內離子吸附型稀土礦的先進勘查技術，采用了以取樣鉆代替淺井、以稀土元素全分析代替總量測試等辦法，基本做到了與國內一流技術持平的程度?？辈榧夹g上的提升，有利于快速勘查和有利于環(huán)境保護。原來采用淺井、小圓井方式，不僅施工速度慢，而且在勘查過程中，有一定的安全風險，畢竟幾十米深的淺井，無論是施工人員還是地質技術編錄人員，安全風險還是較大的?，F在，采用取樣鉆，一天施工人員，可以鉆井20-30米，相當淺井半個月的工作量一天就能完成，而且編錄人員編錄也遠較淺井編錄輕松。

3.積極研發(fā)環(huán)境友好型開采工藝，減少環(huán)境破壞

在開采上，浙江省借鑒的直接先進成果有：原地浸取工藝，小口徑采井滴管注液，山腳用集液溝或集液洞收液， 藥劑和低濃度母液的循環(huán)利用等等，可基本避免池浸、原地堆浸對水土流失、地表景觀、地表植被等的徹底破壞和極其昂貴的誘發(fā)的泥石流、滑坡、水土流失、地表水污染等地質災害和環(huán)境治理成本。在開發(fā)過程中，還可積極研究開發(fā)環(huán)境友好、先進適用的稀土開采技術，復雜地質條件高效采礦技術，共伴生資源綜合回收技術等。只要開采設計因地制宜，采用合理工藝，完全避免了開采的地表環(huán)境破壞和復墾成本。并且在開采時，基本上不影響地表附屬物和地表植被生長，地表原是什么樣子還是什么樣子，經濟林基本上還是經濟林，當地百姓收入幾乎沒有損失。

在環(huán)境治理上，完全還可以等幾年，等第五代采礦技術出來后再進行開發(fā)，這樣就可以避免氨氮對地下水的污染而導致的高昴的環(huán)境治理成本，也意味著可以增加30%以上的財富。

因之，建議相關國土資源管理部門和地質勘查開發(fā)相關單位追蹤國內先進的勘查開發(fā)技術，做好勘查開采與環(huán)境治理的先進技術儲備。同時吸取離子型稀土礦的開采的經驗教訓，對于環(huán)境問題在保護中開發(fā)、在開發(fā)中保護，避免走先發(fā)展后治理的老路。